飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)最新發(fā)展

孫妮娜 蘇羽 胡梵

摘 要：飛機(jī)是我國(guó)重要的交通工具之一，往往需要投入較多的人力、物力資源，其中，飛機(jī)的數(shù)字化設(shè)計(jì)可謂是其生產(chǎn)與建造工作中的重要環(huán)節(jié)。如果在設(shè)計(jì)與制造的過程中存不足之處，很容易造成大量的資源浪費(fèi)。數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用將會(huì)對(duì)飛機(jī)的整體設(shè)計(jì)、建造等各方面提供重要的支撐作用?；诖?，本文對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)和建造過程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用及展開進(jìn)行深入的剖析，期望為同行業(yè)者提供參考。

關(guān)鍵詞：飛機(jī);設(shè)計(jì)制造;數(shù)字化技術(shù);應(yīng)用價(jià)值;發(fā)展創(chuàng)新

現(xiàn)階段，飛機(jī)制造方面的生產(chǎn)成本約占總成本的百分之二十左右，其中設(shè)計(jì)方面的工作又對(duì)飛機(jī)總體價(jià)格的百分之九十有重大影響，為此必須對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)、制作等方面的工作產(chǎn)生更多關(guān)注，加大對(duì)數(shù)字化技術(shù)做出更合理地運(yùn)用，從而使數(shù)字化技術(shù)的使用價(jià)值發(fā)揮出最大的作用。所以，本文對(duì)飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)最新發(fā)展加以分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、數(shù)字化技術(shù)在飛機(jī)設(shè)計(jì)及制造中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，并且取得十分出色的效果。在飛機(jī)設(shè)計(jì)與建造過程中，數(shù)字化技術(shù)額能夠更好地將飛機(jī)部件中重要的參數(shù)，按照相應(yīng)的比例集成于三維立體的模型中，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與建造工作存在著很大的區(qū)別。傳統(tǒng)飛機(jī)設(shè)計(jì)與建造的工作主要通過二位圖樣繪制完成，并且需要從不同方向?qū)︼w機(jī)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行制圖，其中工程量相當(dāng)巨大。同時(shí)，由于在飛機(jī)生產(chǎn)工作中涉及到的零件量大以及與零件相關(guān)技術(shù)參數(shù)繁多，所以成熟的飛機(jī)制造企業(yè)需要確保所有技術(shù)參數(shù)的準(zhǔn)確性。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以借助電腦完成上述工作，并且在計(jì)算機(jī)中記錄下了所有的產(chǎn)品參數(shù)，并且能夠根據(jù)實(shí)際狀況和位置進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)示。這就是所謂的三維標(biāo)記技術(shù)，該技術(shù)對(duì)飛機(jī)零件尺寸進(jìn)行統(tǒng)一比例的標(biāo)示，產(chǎn)生了重要的積極影響，能夠使各部分材料粗糙度等信息都能夠一覽無余，并且在各種圖文、數(shù)碼和語言技術(shù)的支持下，標(biāo)示工作也將更加標(biāo)準(zhǔn)化。

二、數(shù)字化技術(shù)在飛機(jī)設(shè)計(jì)及制造中的最新發(fā)展價(jià)值

（一）方案設(shè)計(jì)和決策工作中數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展價(jià)值

飛機(jī)數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用過程中，可以針對(duì)航班運(yùn)營(yíng)需要、特性等對(duì)舒適度、經(jīng)濟(jì)效益、安全等方面做出平衡。在數(shù)字化技術(shù)的支持下，飛機(jī)總體設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)人員可以對(duì)飛機(jī)運(yùn)營(yíng)、技術(shù)要求、性能需求等方面加以了解，從而對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)和建造工作作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與完善，對(duì)各種方法進(jìn)行綜合分析或研究，從而對(duì)方法作出不斷提高與完善，為設(shè)計(jì)建造工作的進(jìn)行提出更多幫助。

（二）預(yù)裝配中數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展價(jià)值

數(shù)字化技術(shù)同時(shí)，還能夠?qū)︼w機(jī)的總體設(shè)計(jì)、預(yù)裝配置系統(tǒng)等方面工作進(jìn)行更高效的支持，從而提高了工作的有效性。這里提到的預(yù)裝配工作就是指能夠模擬組裝飛機(jī)的整個(gè)流程，但是由于飛機(jī)組裝工作對(duì)于航空全機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)工作來說必不可少，而同時(shí)飛機(jī)在實(shí)際使用過程中也很容易產(chǎn)生不同的產(chǎn)品質(zhì)量問題，所以現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)對(duì)此項(xiàng)工作的發(fā)展具有十分巨大的應(yīng)用價(jià)值。而分段型生產(chǎn)則在航空預(yù)裝配工作的基礎(chǔ)上還能夠發(fā)展為數(shù)樣機(jī)生產(chǎn)，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化信息技術(shù)的支持下分段式生產(chǎn)在飛機(jī)預(yù)裝配工作的基礎(chǔ)上可以發(fā)展為數(shù)樣機(jī)，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與數(shù)字化信息技術(shù)的幫助下，企業(yè)員工可以按照工藝流程進(jìn)行飛機(jī)生產(chǎn)裝配等各方面的管理工作，同時(shí)也可以進(jìn)行對(duì)原材料的品質(zhì)檢驗(yàn)工作，在生產(chǎn)實(shí)際過程時(shí)質(zhì)量差錯(cuò)的出現(xiàn)概率也將大大減少。

工作人員在進(jìn)行分段式預(yù)裝配的模擬工作時(shí)，可以從四個(gè)方面進(jìn)行：人機(jī)工程、裝配干涉、安裝順序，以及虛擬數(shù)字化等方面的仿真。所謂安裝和干涉的模擬工作，也就是對(duì)報(bào)警裝置進(jìn)行的建立，由于預(yù)裝流程中和設(shè)置環(huán)節(jié)中存在著一系列的影響因素，系統(tǒng)既可以對(duì)其加以鑒別和報(bào)警。同時(shí)，還能夠使工程技術(shù)人員在第一時(shí)間內(nèi)，對(duì)問題進(jìn)行處理與檢測(cè)。即所謂的數(shù)字化生產(chǎn)全模擬，也就是在利用原有虛擬車間制造三維立體零件的基礎(chǔ)上，對(duì)原有廠房、起吊裝置、廠房等各方面的產(chǎn)品模型都加以了完善，以便于把代加工裝置中的零部件、半成品等，全部投入虛擬車間。同時(shí)，通過運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)還可以對(duì)實(shí)際的安裝順序進(jìn)行了仿真，這樣就在確保了其與實(shí)際安裝流程相符的情況下，工程技術(shù)人員還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)了存在的嚴(yán)重隱患問題，并及時(shí)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男迯?fù)工作。而在此基礎(chǔ)之下，還可以從根本上減少了零件遺失的狀況，進(jìn)而最好的發(fā)揮出了在預(yù)裝配工作過程中運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)的價(jià)值。

（三）綜合設(shè)計(jì)中數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展價(jià)值

在數(shù)字化技術(shù)下，可以給飛機(jī)總體布局、建筑設(shè)計(jì)等方面工作的進(jìn)行帶來更多幫助，三維數(shù)字化模型與數(shù)字化設(shè)計(jì)部分系統(tǒng)，可以對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)、動(dòng)力推進(jìn)體系設(shè)計(jì)等子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加以完善，并為飛機(jī)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行提高幫助。另外，在飛機(jī)試驗(yàn)測(cè)量、營(yíng)運(yùn)管理和制造等工作中，數(shù)字化技術(shù)也具有很重要的應(yīng)用價(jià)值，能夠?qū)φ麄€(gè)飛機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)流程進(jìn)行更加有效地存儲(chǔ)和管理，為整個(gè)飛機(jī)的設(shè)計(jì)和制造工作流程管理得更優(yōu)化，提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在飛機(jī)營(yíng)運(yùn)制造的過程中，如果可以運(yùn)用對(duì)航空器總裝環(huán)境、地面維修保障參數(shù)等方面的仿真與建模技術(shù)，將能以更少的代價(jià)實(shí)現(xiàn)航空器在總體設(shè)計(jì)和建造工作中的所有需求。

結(jié)論：

飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造過程中設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)量十分龐大，并且對(duì)處理精度有著嚴(yán)格的要求，傳統(tǒng)方式進(jìn)行飛機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等方面的耗費(fèi)較多的人力物力，得到的數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確度也較低，無法更好地適應(yīng)飛機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等方面工作需要，而數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用則可以對(duì)這些問題加以克服，同時(shí)又在虛擬預(yù)裝配功能的幫助下大大減少了能源浪費(fèi)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的時(shí)間也有所縮短，由此可見其使用價(jià)值之巨大。

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